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管道压降计算器(达西公式,在线免费)

输入流量、管内径、管长与流体物性,实时得到沿程压降、压头损失、流速、雷诺数与 Darcy 摩擦系数。缺省值是 20 °C 水在 DN100 钢管中的行业基准算例。

输入

单位
商品钢管约 0.045 mm;不锈钢 / 拉制管约 0.0015 mm
20 °C 水 1.0016 cP

结果

沿程压降 ΔP29.5 kPa
压头损失 h
3.013 m
平均流速 v
1.768 m/s
雷诺数 Re
176 239
Darcy 摩擦系数 f
0.0189
流态
湍流(Swamee–Jain)
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结果仅供参考,请按适用的工程规范复核;计算在你的浏览器里完成,输入不会上传。

公式与依据

  • ΔP = f · (L / D) · ρv² / 2
  • v = Q / (πD² / 4),Re = ρvD / μ
  • 层流 Re < 2000:f = 64 / Re
  • 湍流:f = 0.25 / [log₁₀(ε / 3.7D + 5.74 / Re⁰·⁹)]²(Swamee–Jain)
  • 压头损失 h = ΔP / (ρg)

标准与出处

  • Crane Technical Paper No. 410:Darcy 公式 h_L = f·(L/D)·v²/(2g);层流 f = 64/Re
  • Swamee & Jain (1976), J. Hydraulics Div. ASCE 102(HY5):显式摩擦系数,在 10⁻⁶ ≤ ε/D ≤ 10⁻²、5000 ≤ Re ≤ 10⁸ 内与 Colebrook 相差约 1% 以内
  • Moody (1944):商品钢管 ε ≈ 0.045 mm;IAPWS R12-08:20 °C 水 μ = 1.0016 mPa·s

算例(行业基准)

50 m³/h、20 °C 水、DN100 钢管 100 m

输入:Q = 50 m³/h,D = 100 mm,L = 100 m,ε = 0.045 mm,ρ = 998.2 kg/m³,μ = 1.0016 cP

沿程压降 ΔP29.5 kPa
压头损失 h3.013 m
平均流速 v1.768 m/s
雷诺数 Re176 239
Darcy 摩擦系数 f0.0189
流态湍流(Swamee–Jain)

算例数字与仓库里的行业基准 GC-IND-DW-001 一致(expected 由 50 位十进制独立推导,自动化测试逐项核对)。

常见问题

达西公式和海澄-威廉公式有什么区别?

达西公式(Darcy–Weisbach)基于流体力学,适用于任何牛顿流体和流态;海澄-威廉公式是水的经验式,只适用于常温水的湍流。本工具用达西公式。

摩擦系数为什么用 Swamee–Jain 而不是 Colebrook?

Colebrook 方程是隐式的,要迭代求解;Swamee–Jain 是它的显式近似,在常用范围内与 Colebrook 相差约 1% 以内,便于实时计算。超出适用范围时页面会提示。

层流和湍流怎么判断?

按雷诺数 Re = ρvD/μ:Re < 2000 为层流,摩擦系数 f = 64/Re;2000~4000 为过渡区,结果不确定;4000 以上为湍流。

局部阻力(弯头、阀门)算进去了吗?

没有,本工具只算直管沿程压降。局部阻力可按 K 值或当量长度另算后相加;在工作台里可以把它们做成一个计算模块。

计算结果可以保存或导出计算书吗?

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